PAGE9PAGE9智能閥門定位器研究的國內外文獻綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u3726智能閥門定位器研究的國內外文獻綜述 1105191.1智能閥門定位器的發展 1302681.2國外研究現狀 2245101.3國內研究現狀 31.1智能閥門定位器的發展早期的閥門是完全是人手動的進行控制，但是由于每個人操作熟練度的差異造成了效率低下、控制精度波動大同時需要的人工也較大REF_Ref14425\r\h[1]。而手動控制時候會出現一些問題如：控制精度差，控制響應慢等，這些問題可以通過閥門控制系統來解決，在閥門控制系統中，閥門開度主要由電流的強弱來控制，它具有時時性、速度快、操作簡單可節省很大的勞動力REF_Ref14523\r\h[2]。氣動執行機構是閥門系統里面的重要部件，定位器是它動作核也部件。在現實使用中和執行機構結合著一起巧，依靠輸入信號讓執行機構進行運動REF_Ref14938\r\h[3]。當氣缸進行動作的時候，閥門當前的位置信號經由反饋裝置把信號傳遞到定位器中，該信號與給定信號進行比較再輸出控制信號使氣缸進行動作。最后，這就使得定位器與執行器構成了一個反饋回路REF_Ref15007\r\h[4]。隨著工業控制的發展和微處理器的應用產生了閥門控制系統，該控制系統中使用標準工業二線制電流信號4-20mA，它是輸入信號。該標準電流信號抗干擾能力比較強并且在工業現場比較安全，能夠遠距離控制與傳輸，在工業控制上應用已經和廣泛REF_Ref15092\r\h[5]。由于單片機、ARM等出現與發展，在工業控制領域發生了革命性的變化，人類生活的方方面面大多已經被嵌入式系統所影響。由微控制器為核也工業控制設備，尤其是現場儀器儀表，其具有靈活性高、穩定性高便于使用這些特點。新型壓電式智能閥口定位器具有良好的人機交互面板，并且使用簡便，自身帶有自整定功能，全自動化的操作，工作效率高，節約成本。此外，在控制系統中嵌入先進的控制算法，使調試、安裝、自整定效率大大提高，更好的解決傳統控制系統所存在的一些問題REF_Ref15118\r\h[6]。1.2國外研究現狀目前國外大廠商已經發行具有遠程協議的智能閥門定位器。這些定位器具有信息化、網絡化、智能化等功能。壓電式閥門定位器的控制特性有很大提高，能夠達到各種需求，這是現代定位器發展的新趨勢。在十幾年前，國外的實力雄厚的自動化生產廠商已經對新型智能閥門定位著手研究。英國羅托克公司首先研制出了IQ系列智能型電動執行機構（INTELLIGENTELECTRICVALUEACTUATORS）。緊接著，具有二線制的智能閥門定位器被西門子公司，山武公司和費希爾等公司等接踵而至的研究出來，核也控制元件是MCU。一些智能閥門定位器也帶有HART、FF、等接口，通過這些接口可利用PC機對定位器進行遠程監控與控制。這些公司所研發的新型智能閥門定位器擁有世界最頂尖的技術水平，就目前看，德國西口子的SIPART系列、日本山武的SVP系列等產品其功能強大，工作穩定可靠，被各大領域廣為使用REF_Ref17603\r\h[7]。國外公司生產的智能閥門定位器體積小、功能強大、穩定性好、工作效率高，使用了在全球范圍內十分先進的設計技術和控制算法，科技水平在世界處于領先地位REF_Ref17632\r\h[8]。隨著遠程通訊技術的發展，將對工業控制帶來很大變革，根據ARC咨詢機構在2007報告的市場占有率排名比較靠前的一些公司，這些公司占了大概85%的市場份額。國外產品在閥門開度的控制中，需要通過控制氣缸的進出氣量來控制執行機構的動作。執行機構按照預置信號和反饋信號在單片機中通過相應的算法驅動閥門動作，控制信號則是由單片機發出的。最初控制對象是使用電控制，后來添加了伺服放大器和設定值的自設置。如今，較為主流閥門定位器具有很好的智能化，可通進預設值自己實現整定，對流量和壓力等進行控制。做的比較好的公司如：VALTEK的Starpac型智能閥門定位器能夠接受給定4-20mA的電流信號經過協議口發出脈沖信號根據本身內置算法進行控制REF_Ref17773\r\h[9]。雖然國際大公司生產的智能閥門定位器十分先進，然而國外的東西價格一般都比較昂貴，并且性能、質量等都各不相同，所用技術也有差異，還有使用中有下面一些問題REF_Ref18406\r\h[10]：(1)組態模式是英文界面或者沒有可視界面，由于安裝調試人員大部分外語水平不高，導致操作不方便造成調試效率低下；(2)功能復雜，自整定時間很長，現場調試效率低；(3)裝配的位置比較苛刻不同作用的配置器安裝的位置也不一樣，所以安裝的障礙跟麻煩隨之增加；(4)商品配件被國外公司操縱控制，一小部分配件損壞智能返回廠家修理，維修時間長且維修步驟繁瑣。1.3國內研究現狀與國外相比，國內對于智能化儀器儀表的研究開始的較晚。90年代初，我國開始重視對智能技術的深入探索和考慮商討，于此相配的是也投入了大量的資源和資金去彌補國內的不足REF_Ref20039\r\h[11]。近些年，隨著互聯巧的發展工業控制系統中已經實現了智能化、網絡化這些技術也已使用到智能閥口控制系統當中REF_Ref20085\r\h[12]。使得智能型閥門定位器在近幾年有了快速的發展。但是，與國外生產的定位器相比較，國產的定位器體積較大、質量中、性能差、智能化程度不高，有些結構也不合理然而國產的智能閥門定位器穩定性差、控制效率慢、精度也不精確，接著沒有完善的報警模塊和處理裝置。人機界面實現不夠，現場標定困難維修難度大等諸多問題。而且，國內主要的還是用電動的執行機構，技術主要是模仿為主，在創新和改進方面的研究是欠缺的。對定位器的研究也逐漸增多，部分實力較強的生產廠家在代理國際閥門定位器的同時，開始形成了自己科研團隊。這些大的廠商著力進行智能閥門定位器的研究及開發。這一過程雖然取得了很大成就，彌補了國內空缺，但與國外技術相比，還存在相當大的差距，需繼續努力超趕。國內對于智能閥門定位器研究較早的如：天津大學和浙江大學研究的帶有HART協議的壓電式智能閥門定位器取得了一定成果：南京易捷ET-SP2系列、重慶川儀的HVP型、深圳萬訊的MVP型智能閥門定位器等。然而由于國內壓電陶瓷技術剛剛起步，成本較高且性能不夠穩定，要進行這方面的大規模生產還是比較困難的REF_Ref20222\r\h[13]。改革開放以來，隨著我國現代工業迅速發展，對許多液體、氣體等管道系統的控制準確度、控制速度以及智能化程度的要求越來越高，而這些管道系統都需要使用閥門定位器來對流量進行控制；目前我國的工業控制和自動化領域的發展逐漸趨向智能化，智能化已然成為現代工業控制發展的新趨勢。常用的閥門定位器在環境適應性、控制精確度以及用后維護方面已經滿足不了現代智能化控制的要求，智能閥門定位器的出現有效的解決了這些問題